神经发育与分化

神经发育与分化涵盖了神经系统是如何构建的：干细胞和祖细胞如何生成神经元和胶质细胞（神经发生和胶质发生），这些细胞如何获得独特的身份（分化），以及它们如何迁移、发出轴突并形成突触连接，从而构建功能性回路。这一过程主要发生在胚胎期和出生后早期，但会以有限的形式持续到成年。

Definition

神经发育与分化是指神经祖细胞增殖、确定神经元或胶质细胞命运、迁移到其位置并连接成回路，从而构建神经系统结构的一系列过程。

Scope

本主题涵盖了从神经诱导到增殖、细胞命运规范、迁移、轴突导向、突触形成和活动依赖性回路精修的整个过程，以及特定成人脑区神经发生的持续性。这是一个基础科学参考条目，不涉及发育障碍的临床管理。

Core questions

• 神经祖细胞如何决定成为神经元或胶质细胞，以及哪种亚型？
• 新生的神经元如何迁移到其正确位置并延伸轴突到其目标？
• 最初的突触连接是如何形成，然后通过神经活动进行精修的？
• 成人大脑中神经发生在哪里以及在多大程度上持续进行？

Key concepts

• 神经干细胞和祖细胞
• 神经发生和胶质发生
• 细胞命运规范和分化
• 神经元迁移
• 轴突导向和突触发生
• 活动依赖性回路精修
• 成人神经发生

Mechanisms

神经祖细胞在模式信号和转录因子程序的控制下增殖，然后确定特定的神经元或胶质细胞命运，之后年轻神经元迁移到其最终位置，在分子线索的引导下延伸轴突，并形成突触。许多这些早期连接是过度的，随后会被修剪：模式化的电活动选择性地稳定适当的连接并消除其他连接，因此成熟的回路是由活动而非仅仅由基因塑造的（Katz & Shatz, 1996）。在海马齿状回等受限区域，神经干细胞在成年期仍持续生成新的神经元，这一过程将新细胞整合到现有回路中（Ming & Song, 2011）。

Clinical relevance

神经发育与分化的中断是多种神经发育疾病的基础，而成人神经发生的生物学研究为学习、情绪和修复研究提供了信息。本条目将这些发育机制作为参考材料进行描述，并非任何疾病的诊断或治疗指南。

Evidence & guidelines

此处的知识主要基于模式生物的发育和细胞研究，以及人类组织学和影像学工作；标准的神经科学教科书对该领域进行了综合（Kandel et al., 2021）。人类成人神经发生仍然是一个活跃的研究领域，其程度和功能作用仍在争论中（Ming & Song, 2011）。

History

成人大脑不产生新神经元的经典观点被神经发生持续存在于特定区域的证据所推翻，从而重塑了该领域。与此同时，对发育中的视觉系统的研究表明，自发和感觉驱动的活动会精修最初不精确的连接，从而确立了回路是通过分子引导和电活动的相互作用构建的观点。

Debates

有意义的神经发生是否持续存在于成人大脑中？

成人神经发生在某些物种和区域有充分记录，但成人海马中新神经元的生成程度及其作用，在使用不同方法的研究中仍存在争议。

Key figures

• Carla Shatz
• Guo-li Ming
• Hongjun Song

Seminal works

• katz-shatz-1996
• ming-song-2011

Frequently asked questions

神经发生和分化有什么区别？

神经发生是指祖细胞生成新神经元；分化是一个更广泛的过程，指这些细胞获得特定的身份和功能特性，包括它们成为哪种类型的神经元或胶质细胞。

成人大脑会产生新的神经元吗？

在特定区域会。在许多哺乳动物的海马齿状回等区域，神经发生会持续到成年，尽管在成人大脑中的程度和意义仍在积极研究中。